Новая технология позволит заглянуть внутрь живых насекомых

Снимок внешних покровов и внутренних органов самки колорадского жука.
Фото Danny Poinapen/Western University.

Учёные из Канады разработали новый метод сканирования насекомых. До сих пор биологи могли получить снимки внутренних органов только мёртвых жуков и мух. Но новая технология позволяет заглянуть внутрь живых существ, чтобы изучать различные физиологические процессы в динамике.

Джоанна Конопка (Joanna Konopka) и её коллеги из Университета Западного Онтарио (Western University) изучают жизненный цикл сельскохозяйственных вредителей, таких как колорадский жук, и им необходимо знать тонкости внутренних изменений на протяжении жизни насекомого, чтобы искать более эффективные способы защиты растений.

"Раньше мы могли получать только отдельные снимки, в то время как нам были нужны динамические изображения развития насекомых", — рассказывает Конопка в пресс-релизе университета.

В поисках решения биологи объединили усилия со специалистами по микрокомпьютерной томографии (микро-КТ) и выяснили, что главная проблема заключается в том, чтобы обездвижить насекомое на несколько часов без ущерба для здоровья.

Тогда учёные вспомнили об уникальной способности многих членистоногих длительное время выживать в среде с низким содержанием кислорода и высокой концентрацией углекислого газа. Оказавшись в таких условиях, насекомые остаются неподвижными на протяжении нескольких часов, а иногда и дней, но снова становятся активными при возобновлении доступа кислорода.

В ходе экспериментов биологи выдерживали жуков в углекислоте в течение семи часов, в ходе которых сканировали их внутренние органы с помощью компьютерной томографии. Затем насекомых "оживляли", а через несколько дней сканирование повторяли вновь. Оказалось, что такие частые процедуры не оказывают влияния на продолжительность жизни, поведение и репродуктивные способности подопытных.

По словам учёных, результат превзошёл все ожидания. Возможность получать изображения внутренних органов живых насекомых с разрешением в 20 микрон открывает новые перспективы для исследования работы всех жизненных систем.

"Это отличный пример того, как междисциплинарное сотрудничество может принести пользу всем, — говорит Дэнни Пойнапен (Danny Poinapen), специалист по микрокомпьютерной томографии в Исследовательском институте Робарта. — В нашей лаборатории микро-КТ мы знали многое о том, как получать изображения очень мелких животных, но почти ничего не знали о насекомых или о возможности их сканирования, пока не объединились с нашими коллегами биологами".

Подробное описание процесса сканирования и метода подготовки насекомых приводится в статье, опубликованной в журнале BioMedCentral.